tugas mekatronika giovani
DESCRIPTION
shareTRANSCRIPT
TUGAS MEKATRONIKA
SISTEM LIFT
Di susun oleh:
1. Kevin Adelin (L2F009059)
2. Rohmat Hidayat (L2F009064)
3. Alga Bagas S (L2F009065)
4. Adhi Warsito (L2F009077)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2012
Lift adalah angkutan transportasi vertikal yang digunakan untuk mengangkut orang
atau barang. Lift umumnya digunakan di gedung-gedung bertingkat tinggi; biasanya lebih dari
tiga atau empat lantai. Gedung-gedung yang lebih rendah biasanya hanya mempunyai tangga
atau eskalator. Lift-lift pada zaman modern mempunyai tombol-tombol yang dapat dipilih
penumpangnya sesuai lantai tujuan mereka, Terdapat tiga jenis mesin, yaitu Hidraulik, Traxon
atau katrol tetap, dan Hoist atau katrol ganda, Jenis hoist dapat dibagi lagi menjadi dua bagian,
yaitu hoist dorong dan hoist tarik.
Lift ini, sering disebut elevator, yang merupakan alat angkut untuk mengangkut orang
atau barang dalam suatu bangunan yang tinggi. Lift dapat dipasang untuk bangunan yang
tingginya lebih dari 4 lantai, karena kemampuan orang untuk naik turun dalam menjalankan
tuganya hanya mampu dilakukan sampai 4 lantai.
Sejarah Elevator/Lift
Lift awalnya adalah derek yang terbuat dari tali. Pada tahun 1853, Elisha Graves Otis,
salah seorang pionir dalam bidang lift, memperkenalkan lift yang menghindarkan jatuhnya
ruang lift jika kabelnya putus. Rancangannya mirip dengan suatu jenis mekanisme keamanan
yang masih digunakan hingga kini.
1. 23 Maret 1857 - Lift Otis pertama dipasang di New York City.
2. 1880 - Lift listrik pertama, dibuat oleh Werner von Siemens.
3. 2004 - Pemasangan lift penumpang tercepat di dunia, di gedung Taipei 101 di
Taipei, Taiwan. Kecepatannya adalah 1.010 meter per menit atau 60,6 km per jam.
Elevator penumpang pertama dipasang oleh Otis di New York pada tahun 1857.
Setelah meninggalnya Otis pada tahun 1861, anaknya, Charles dan Norton mengembangkan
warisan yang ditinggalkan oleh Otis dengan membentuk Otis Brothers & Co., pada tahun 1867.
Pada tahun 1873 lebih dari 2000 elevator Otis telah dipergunakan di gedung-gedung
perkantoran, hotel, dan department store di seluruh Amerika, dan lima tahun kemudian
dipasanglah elevator penumpang hidrolik Otis yang pertama.Berikutnya adalah era Pencakar
Langit.
Pada tahun 1889 Otis mengeluarkan mesin elevator listrik direct-connected geared
pertama yang sangat sukses.
Pada tahun 1903, Otis memperkenalkan desain yang akan menjadi “tulang punggung”
industri elevator, yaitu : elevator listrik gearless traction yang dirancang dan terbukti
mengalahkan usia bangunan itu sendiri. Hal ini membawa pada berkembangnya jaman
struktur-struktur tinggi, termasuk yang paling menonjol adalah Empire State building dan World
Trade Center di New York, John Hancock Center di Chicago dan CN Tower di Toronto.
Selama bertahun-tahun ini, beberapa dari inovasi yang dibuat oleh Otis dalam bidang
pengendalian otomatis adalah Sistem Pengendalian Sinyal, Peak Period Control, Sistem
Autotronik Otis dan Multiple Zoning. Otis adalah yang terdepan di dunia dalam pengembangan
teknologi komputer dan perusahaan tersebut telah membuat revolusi dalam pengendalian
elevator sehingga tercipta peningkatan yang dramatis dalam hal waktu reaksi elevator dan
mutu berkendara dalam elevator.
Cara Kerja Elevator/Lift
Pada sistem geared atau gearless (yang masing-masing digunakan pada instalasi
gedung dengan ketinggian menengah dan tinggi), kereta elevator tergantung di ruang luncur
oleh beberapa steel hoist ropes, biasanya dua puli katrol, dan sebuah bobot pengimbang
(counterweight). Bobot kereta dan counterweight menghasilkan traksi yang memadai antara
puli katrol dan hoist ropes sehingga puli katrol dapat menggegam hoist ropes dan bergerak
serta menahan kereta tanpa selip berlebihan. Kereta dan counterweight bergerak sepanjang rel
yang vertikal agar mereka tidak berayun-ayun.
1. Mesin Lift “Gearless”
Mesin untuk menggerakkan elevator terletak di ruang mesin yang biasanya tepat di
atas ruang luncur kereta. Untuk memasok listrik ke kereta dan menerima sinyal listrik dari
kereta ini, dipergunakan sebuah kabel listrik multi-wire untuk menghubungkan ruang mesin
dengan kereta. Ujung kabel yang terikat pada kereta turut bergerak dengan kereta sehingga
disebut sebagai “kabel bergerak (traveling cable)”.
2. Jalur Lift (Hoistway) dan ruang mesin di atasnya
Mesin geared memiliki motor dengan kecepatan lebih tinggi dan drive sheave
dihubungkan dengan poros motor melalui gigi-gigi di kotak gigi, yang dapat mengurangi
kecepatan rotasi poros motor menjadi kecepatan drive-sheave rendah. Mesin gearless memiliki
motor kecepatan rendah dan puli katrol penggerak dihubungkan langsung ke poros motor.
3. Sistem pergerakan Elevator/Lift dengan Gearless
Pada sistem hidrolik (terutama digunakan pada instalasi di gedung rendah, dengan
kecepatan kereta menengah), kereta dihubungkan ke bagian atas dari piston panjang yang
bergerak naik dan turun di dalam sebuah silinder. Kereta bergerak naik saat oli dipompa ke
dalam silinder dari tangki oli, sehingga mendorong piston naik. Kereta turun saat oli kembali ke
tangki oli.Aksi pengangkatan dapat bersifat langsung (piston terhubungkan ke kereta) atau
roped (piston terikat ke kereta melalui rope). Pada kedua cara tersebut, pekerjaan
pengangkatan yang dilakukan oleh pompa motor (energi kinetik) untuk mengangkat kereta ke
elevasi yang lebih tinggi sehingga membuat kereta mampu melakukan pekerjaan (energi
potensial). Transfer energi ini terjadi setiap kali kereta diangkat. Ketika kereta diturunkan,
energi potensial digunakan habis dan siklus energi menjadi lengkap sudah. Gerakan naik dan
turun kereta elevator dikendalikan oleh katup hidrolik.
4. Prototype of Double Front Side Elevator
Lift atau Elevator merupakan alat transportasi secara vertical dan mempunyai prinsip
dasar mekatronika yang memiliki bagian mekanik, elektronik dan sistem kontrol. Elevator
sendiri sudah mengalami berbagai perubahan bentuk serta jenisnya, khususnya elevator double
front side (lift/elevator dengan pintu di dua muka). Suatu alat tercipta karena adanya
kebutuhan, begitu juga dengan double front side elevator. Banyak perusahaan membutuhkan
lift/elevator dengan pintu di kedua sisinya, seperti hotel atau rumah sakit atau bangunan
lainnya yang menuntut penggunaan elevator double front side ini.
Besarnya penggunaan Lift/elevator jenis ini dikarenakan banyaknya desain bangunan
yang mana menuntut efisiensi tanpa mengesampingkan fungsi dari bagunan di mana elevator
itu sendiri berada atau tujuan dari penggunaan eelevator itu sendiri. Seperti halnya
penggunaan lift/elevator jenis ini di rumah sakit, yang semata demi kenyamanan pengunjung
atau pasien agar dimudahkan aksesnya untuk menuju fasilitas yang diinginkannya atau dokter
yang ingin dirujuk, atau pada suatu hotel yang mana desain bangunan dibuat sesuai dengan
tata letak ruang yang sesuai dengan fungsinya dan saling berbeda tiap lantainya.
Jenis lift.
Lift dapat dibagi menurut fungsinya :
a. Lift penumpang, (passanger elevator) digunakan untuk mengangkut manusia
b. Lift barang, (fright elevator) digunakan untuk menngangkut barang
c. Lift uang/ makanan (dumb waiters)
d. Lift pemadam kebakaran (biasanya berfungsi sekaligus sbg lift barang)
DESKRIPSI ALAT
Prototype of double front side Elevator merupakan simulasi salah satu jenis dari alat
angkutan vertical (Elevator) yang sudah dimodifikasi. Alat angkutan yang digunakan untuk
mengangkut orang pada suatu gedung bertingkat. Alat ini memiliki 2 pintu pada sisi yang satu
begitu juga pada sisi sebaliknya.
Gambar 1 Prototype of double front side Elevator
Sensor yang digunakan menggunakan limit switch pada tiap lantainya. Pada sensor
pintu juga menggunakan limit switch pada posisi minimal (menutup) dan posisi maksimal
(membuka). Untuk sensor beban juga menggunakan 2 buah sensor limit switch. Pada
penggerak Lift menggunakan Motor DC 12-24V 5A dengan Roda gigi didalamnya sedangkan
untuk penggerak pada pintu kami juga menggunakan 2 buah Motor DC 12V. Control utama
Prototype ini menggunakan PLC CPM1A 30 I/O dengan 20 I/O tambahan.
Sistematik Cara Kerja Rangkaian
Car-lift akan bergerak naik atau turun apabila tombol Car-Call yaitu tombol yang
terdapat pada panel di dalam car ditekan, atau Hall-Call yaitu tombol panggil car-lift yang
terdapat di setiap lantai ditekan. PLC akan mengeksekusi perintah pemanggilan car-lift setelah
mendapatkan sinyal dari tombol tersebut. Eksekusi ini berupa pergerakan motor utama untuk
menarik car-lift naik-atau turun (motor utama akan berputar dengan arah putar searah jarum
jam atau sebaliknya) dengan memperhatikan prioritas penyelesaian sekuensialnya. Di mana
contohnya ketika lift sedang bergerak naik ke lantai 3 setelah melewati lantai 2, car-lift tidak
akan bergerak turun, namun akan menuju lantai 3 untuk menyelesaikan sekuensialnya dan
kemudian baru akan kembali ke lantai 2. Dengan adanya dua sisi muka pintu, maka aktifnya
pintu mana yang akan membuka ditentukan oleh di sisi mana tombol ditekan di tiap lantai.
Adapun kekhususan dari program PLC untuk aplikasi elevator ini adalah:
1. Adanya lampu indicator kondisi Car-Lift saat bergerak ada di posisi lantai berapa
2. Adanya sensor Infra Red untuk mendeteksi adanya objek yang menghalangi untuk
pintu menutup dengan menggunakan laser.
3. Adanya sensor berat untuk mendeteksi kelebihan beban yang diangkut, sehingga
jika sensor ini aktif, maka elevator tidak akan bisa beroperasi sebelum beban
dikurangi, sensor berat menggunakan 2 buah limit switch.
4. Adanya limit switch pintu membuka minimal dan maksimal pada berfungsi untuk
mendeteksi pintu dalam keadaan tertutup atau terbuka.
5. Adanya tombol Emergency Stop untuk kondisi bahaya dan mematikan system
secara keseluruhan.
6. Adanya Car Gong yang berfungsi sebagai indicator kepada penumpang bahwa lift
sudah sampai di lantai yang dituju.
7. Adanya Lampu Car yang berfungsi sebagi penerangan di dalam lift.
Perkembangan elevator sangat lambat pada awal tahun 1970-an, namun sejak
diperkenalkannya transistor dan alat pendukung elektronik lainnya pada sistem kontrol elevator
pada saat itulah perkembangan kontroller elevator begitu pesat.
Elevator dapat dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu :
1. Elevator penumpang
2. Elevator barang atau dumb waiter
3. Elevator service
4. Elevator hidraulik
I.1. Elevator Penumpang
Elevator penumpang ini merupakan elevator yang sifatnya berfungsi dan sangat khusus
untuk manusia saja, elevator ini sangat dijaga kehandalannya dan juga sangat dijaga
keamanan dan keselamatan manusianya.
I.2. Elevator Barang atau Dumb Waiter
Elevator ini sangat khusus fungsinya untuk barang saja, elevator ini juga tak kalah
handalnya dengan elevator penumpang namun ada sedikit perbedaan dalam system
keamanannya.
I.3. Elevator Service
Elevator servise ini biasanya dipasang diperhotelan, yaitu fungsinya untuk pelayan-
pelayan hotel untuk mengantarkan barang ke kamar-kamar penghuni hotel. Namun disini pula
elevator ini tak kalah handalnya dengan elevator penumpang, perbedaan dari elevator service
dengan elevator penumpang ini sangat jelas dari sistrem pengangkutannya, yaitu elevator
penumpang hanya khusus untuk manusia saja tapi elevator service ini juga berfungsi sebagai
pengangkutan manusia dan barang.
I.4. Elevator Hidraulik
Elevator hidrolik ini sangat lain darpada yang lain, ini dilihat dari cara kerjanya dan juga
fisiknya. Elevator ini biasanya digunakan oleh pasukan pemadam kebakaran dan kapasitas
daya angkutnya pun sangat terbatas, elevator hidrolik ini sekarang tidak hanya dipakai oleh
pemadam kebakaran saja. Sekarang elevator hidrolik sering dipakai oleh perusahaan
telekomunikasi, bengkel-bengkel kendaraan bermotor, dan lain-lain.
II. KOMPONEN UTAMA ELEVATOR
Apabila kita ingin mengetahui sistem kerja elevator, maka kita harus mengetahui
komnponen utama dalam elevator tersebut. Untuk mempermudah kita mengetahui cara kerja
elevator secara keseluruhan, disini penulis akan menggolongkan tata letak komponen-
komponen elevator dalam dua bagian ruangan, yaitu ruang mesin ( Machine Room ) dan ruang
luncur ( Hoistway ).
II.1. Ruang mesin ( Machine Room )
Ruang mesin adalah ruang terpenting, dimana ruang tersebut terjadinya semua proses
pengoperasian elevator berlangsung secara keseluruhan. Didalam ruang mesin terdapat
beberapa alat penggerak elevator, yaitu :
II.2. Motor penggerak
Motor penggerak elevator ini memiliki asupan daya tegangan bolak-balik (Ac) dari PLN
yang sangat berperan dalam pelaksanaan kerja elevator, motor penggerak ini mempunyai
kemampuan putar antara 50 putaran per menit sampai dengan 210 putaran per menit. Dengan
kapasitas tegangan motor 7.5 KW dan menggunakan arus maksimal 25 Ampere.
Motor penggerak ini dilengkapi dengan rem magnet ( magnetic brake ) yang berfungsi
menahan motor ketika kereta elevator telah sampai pada lantai yang dituju, pergerakan cepat
atau lambatnya elevator diatur oleh PLC (Programable Logic Control) .Motor penggerak dalam
menarik dan menurunkan elevator menggunakan tali baja ( rope ) yang melingkar pada puli
mesin ( sheave ), lebih jelas mengenai pembahasan motor listrik yang dipakai oleh elevator
akan di jelaskan pada bab IV. Dibawah ini adalah gambar motor listrik yang digunakan pada
elevator.
Gambar 6.1. mesin elevator
II.3. Governor
Governor adalah komponen penggerak utama dalam elevator, didalam governoor ini
terdapat saklar yang berfungsi untuk menonaktifkan semua rangkaian sehingga otomatisasi
elevator mati dan tidak berfungsi. Selain saklar juga terdapat pengait rem, pengait rem ini
berfungsi untuk menghentikan kawat selling dan kawat selling ini menarik rem yang ada di
kereta elevator.
Gambar 6.2. Governor
II.4. Panel
Panel ini adalah tempat control elevator secara otomatis, panel ini terdapat inverter
motor dan program logic control yang berfungsi untuk mengatur geraknya elevator.
II.5. Ruang luncur
Ruang luncur ini adalah tempat dimana elevator beroperasi berbentuk lorong vertikal,
disinilah elevator menjangkau tiap-tiap lantainya.didalam ruang luncur ini terdapat beberapa
komponen utama yang tak kalah pentingnya dibandingkan dalam ruang mesin.
II.6. Kereta
Kereta elevator beroperasi pada ruang luncur dan menapak pada rail di kedua sisinya,
pada sisi kanan dan kiri terdapat pemandu rail ( sliding guide ) yang berfungsi memandu atau
menapaki rail.
Gambar 6.3. Pemandu rel ( Slidding Guide )
Selain pemandu rail ( sliding guide ) juga terdapat karet peredam ( silencer rubber )
yang berfungsi untuk mengurangi kejutan ketika elevator berhenti maupun mulai start, selain itu
pula terdapat pendeteksi beban ( switch overload ) yang terdapat dibawah kereta elevator.
Pada pintu kereta elevator juga terdapat sensor gerak ( safety ray ) dan sensor sentuh ( safety
shoe ) yang terpasang pada pintu kereta dan berfungsi supaya untuk penumpang elevator tidak
terjepit pintu elevator, didalam kereta elevator juga terdapat tombol-tombol pemesanan lantai
( floor button ) yang akan dituju oleh pengguna elevator.
Kereta elevator memiliki pintu otomatis yang digerakkan oleh motor stepper yang
bekerja berdasarkan sinyal digital yang asalnya dari sensor kedekatan ( proximity ) yang
berfungsi menentukan level atau tidaknya lantai, setelah lantai dinyatakan level atau rata maka
motor stepper akan membuka pintu secara otomatis.
Gambar 6.4. Sensor Kedekatan ( Proximity )
Selain yang disebutkan diatas, ada beberapa komponen pendukung kerja elevator
antara lain seperti dibawah ini :
1. Saklar pintu ( door contact )
Saklar pintu ( door contact ) ini termasuk dalam komponen pengaman elevator.
2. Kunci pintu ( door lock )
Berfungsi untuk mengunci pintu agar pintu tidak dapat dibuka dari luar
3. Saklar batas atas ( final up ) dan bawah ( final down )
Saklar batas atas dan bawah berfungsi untuk mengamankan kereta elevator
terhadap kemungkinan terjadinya kelebihan kecepatan.
Penjelasan mengenai komponen pengaman elevator akan dibahas pada bahasan keamanan
pada elevator.
II.7. Saklar Pintu
Saklar pintu atau sering disebut dengan door contact adalah salah satu komponen yang
termasuk penting dalam pengamanan elevator, cara kerja dari saklar pintu ( door contact ) ini
adalah saklardihubungkan kabel saklar pintu ( door contact ) tiap-tiap lantai secara seri.
Apabila salah satu pintu dibuka secara sengaja maka elevator tidak akan bekerja, ini
dikarenakan untuk keselamatan pengguna elevator atau bagian perawatan elevator.
Gambar 6.5. Saklar pintu ( door contact )
II.8. Bobot imbang ( counterweight )
bobot imbang atau counterweight biasanya terpasang dibelakang atau disamping kereta
elevator, bobot dari bobot imbang ini harus sesuai dengan ketentuan yang ada. Faktor-faktor
yang menentukan berapa berat dari bobot imbang ini diantaranya harus memperhitungkan
berat kereta, kapasitas penuh pada kereta dan faktor keseimbangan.
Besar faktor keseimbangan biasanya sebagai berikut :
Kapasitas Elevator Faktor Keseimbangan
>> 1200 kg 40 % s/d 42,5 %
600 kg s/d 1150 kg 45 %
300 kg s/d 580 kg 50 % s/d 55 %
Table II.1. Besaran factor bobot imbang
Sebagai contoh, elevator dengan kapasitas Q = 1200 kg dengan berat kereta kosong 2400 kg
dan faktor bobot imbang sebesar 42,5 % maka perlu diimbangi dengan bandul ( filler weight ) ?
Penyelesaian :
2400 + 42,5 % x 1200 = 29310 Kg
Mengenal Secara umum peralatan pengaman safety device pada lift
1. Cirduit braker,berfungsi :
Memutuskan sumber (aliran) listrik dari panel induk (sub panel) ke panel control lift.
Menjaga peralatan elektronik dari lift jika terjadi arus lebih (over current).
2. Governoor, berfungsi :
Memutuskan power/aliran listrik ke control panel lift jika governor mendeteksi terjadinya over
speed (kecepatan lebih) pada traffict lift (putaran roda pulley governoornya).
Menjepit sling governor (catching).Secara mekanik bandul governor akan menjepit sling
governor (rope governor) dan dengan terjepitnya sling ini,maka sling ini akan menarik safety
wedge pada unit safety gear/safety wedge yang terletak di bawah car lift dan akan
mencengkaram rail untuk melakukan pengereman secara paksa terhadap lift.
3. Final limit switch (upper/bagian atas),berfungsi :
Merupakan double proteksi untuk menghentikan operasi lift jika limit switch (upper)
gagal beroperasi.
4. Limit switch (upper/bagian atas),berfungsi :
Berfungsi menjaga lift beroperasi melewati batas travel lantai tertingginya.
5. Emergency exit (manhole),berfungsi :
Penumpang dapat di tolong/evakuasasi dari dalam sangkar melalui manhole ini pada
saat emergency.Manhole ini hanya dapat di buka dari sisi luar bagian atas.jika pintu
ini terbuka lift otomatis akan berhenti.
6. Emergency light (lampu emergency),berfungsi :
Lampu emergency akan menyala secara otomatis jika terjadi pemdaman sumber
listrik.Lampu ini dapat bertahan rata-rata sampai dengan 15 menit.
7. Safety gear/safety wedge,berfungsi :
Melakukan pengereman (menjepit) terhadap rail jika governor mendeteksi terjadinya
over speed.
8. limit switch (Lower/bagian bawah),berfungsi :
Menjaga lift beroperasi melewati batas travel lantai terendahnya.
9. Final limit switch (lower/bagian bawah), berfungsi :
Merupakan double proteksi untuk menghentikan opersi lift jika limit swich gagal
beroperasi.
10 Lubang kunci pintu luar,berfungsi :
Terletak di sisi sebelah atas dari pintu luar lift yang memungkinkan untuk di buka jika
ingin melakukan pertolongan darurat pada penumpang jika terjadi emergency.
11 Door lock switch,berfungsi :
Mencegah pintu terbuka pada saat lift sedang beroperasi (running).Pintu hanya
dapat di buka setelah sangkar berhenti.
12. Interphone,berfungsi :
Penumpang dapat berkomunikasi dengan petugas teknisi (building maintenance) di
ruang mesin,ruang control atau ruang security jika terjadi pemdaman listrik atau hal
emergency.
13. Safety shoe,berfungsi :
Mendeteksi gangguan pada saat pintu akan menutup dan membuka kembali jika
mendeteksi sesuatu.Photocell dapat di gunakan secara bersamaan safety shoe ini.
14. Weighing Device (pendeteksi beban),berfungsi :
Memberikan / mengaktifkan buzzer alarm pada saat weighing device ini mendeteksi
beban sangkar yang berlebih.jika weighing device ini aktif pintu lift akan tetap
terbuka sampai dengan sangkar di kurang bebannya.
15. Apron, berfungsi :
Mencegah penumpang terjatuh ke dalam hoistway (ruang luncur lift) pada saat
penumpang mencoba keluar ketika lift berhenti tidak level.
16. Buffer, berfungsi :
Jika sangkar atau counterweight (beban penyeimbang) bergerak kea rah paling
bawah,buffer akan mengurangi terjadinya shock (guncangan).